Атм или атмосфера - это единица измерения давления газа. Один атм - это атмосферное давление на уровне моря, которое в других единицах измерения составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, 101325 Паскалей, 1,01325 бар или 1013,25 мбар. Закон идеального газа позволяет связать давление газа внутри контейнера с количеством молей газа при условии, что температура и объем остаются постоянными. Согласно Закону об идеальном газе, 1 моль газа, который занимает объем 22,4 литра при 273 градусах Кельвина (0 градусов Цельсия или 32 градуса по Фаренгейту), оказывает давление, равное 1 атм. Эти условия известны как стандартные температура и давление (STP).
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Используйте закон идеального газа, чтобы связать давление (P) газа в контейнере при постоянной температуре (T) с количеством молей (n) газа.
Закон идеального газа
Закон идеального газа связывает давление газа (P) и объем (V) с количеством молей газа (n) и температурой (T) газа в градусах Кельвина. В математической форме это соотношение:
PV = nRT
R - постоянная, известная как постоянная идеального газа. Когда вы измеряете давление в атмосферах, значение R составляет 0,082057 л атм моль.-1K-1 или 8,3145 м3 Па моль-1K-1 (где [L] обозначает литры).
Это соотношение технически справедливо только для идеального газа, который имеет идеально упругие частицы без пространственного расширения. Ни один реальный газ не удовлетворяет этим условиям, но на STP большинство газов подходят достаточно близко, чтобы это соотношение было применимо.
Связь давления с молями газа
Вы можете преобразовать уравнение для идеального газа, чтобы изолировать давление или количество молей по одну сторону от знака равенства. Это становится либо
P = \ frac {nRT} {V} \ text {или} n = \ frac {PV} {RT}
Если вы сохраните постоянными температуру и объем, оба уравнения дадут вам прямую пропорциональность:
P = Cn \ text {и} n = \ frac {P} {C}, \ text {где} C = \ frac {RT} {V}
Чтобы вычислить C, вы можете измерить объем в литрах или кубических метрах, если вы не забудете использовать значение R, совместимое с вашим выбором. При использовании закона идеального газа всегда выражайте температуру в градусах Кельвина. Преобразуйте из градусов Цельсия, добавив 273,15. Чтобы преобразовать градусы Фаренгейта в градусы Кельвина, вычтите 32 из температуры по Фаренгейту, умножьте на 5/9 и прибавьте 273,15.
Пример
Давление аргона внутри 0,5-литрового баллона составляет 3,2 атм, когда баллон выключен, а температура в помещении составляет 25 градусов Цельсия. Сколько молей аргона в колбе?
Начнем с вычисления константы C, где R = 0,082 л атм моль.-1K-1. Учтите, что 25 градусов Цельсия = 298,15 К.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ times 298,15} {0,5} = 48,9 \ text {атм моль} ^ {- 1}
Подставьте это значение в уравнение для n, и количество молей газа составит:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0,065 \ text {моль}